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【科威】智能伺服在三伺服枕式包装机上的应用

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发表时间:2020-09-10 08:47

1、机器介绍

1.1项目概述


图一   三伺服枕式包装机


枕式包装机是一种卧式三面或四面封口,能自动完成制袋、封口、切断、成品等工序的包装设备,广泛应用在食品、日用化工、医药等行业自动化生产线的流水包装上,适应的包装物一般为块状、筒状规则物品,如:饼干、蛋糕、面条、化妆品、纸巾等。

传统的枕式包装机机横封刀的运动曲线是有机械凸轮来实现的,安装复杂,运行噪音大,调整麻烦,效率低。

新型三伺服包装机是集光电检测技术、运动控制技术、伺服驱动控制技术为一体的高技术、高智能化的产品;在能够充分满足正常包装要求和精度要求的前提下,增加了物料错位防切功能、横切力矩防护功能、空槽检测功能、电子凸轮功能;极大提高机器的工作效率、降低原材料的浪费。尤其是电子凸轮功能,可以根据包装产品的不同,直接进行数字化调节,让机台具备柔性化生产的能力;同时极大降低机台的制作难度、调试难度,降低机械磨损,提高机器工作精度和寿命。

1.2 工艺示意图


图二   三伺服枕式包装机工艺示意图


2、系统组成

序号

产品名称

型号

数量

1

运动型智能伺服

MPS-I-1521-PT

1台

2

简易型智能伺服

KPS-I-1521-PT

2台

3

伺服电机

1.5KW伺服电机

3台

4

触摸屏

HK-B070-BX

1台

5

两路独立仪表控温

自由选购

3、工艺指标

3.1 速度及长度

长度:40mm~无限长

速度:80~200bag/min(正常长度)

3.2 精度

精度:±0.5mm

4、系统特殊工艺及其实现

4.1 空包检测(空槽检测)

在包装机的应用中,通过空槽检测传感器检测拨叉是否缺料,如果有空料拨叉且运行到成型器位置时,横封刀轴与送膜轴会停止运动,送料轴继续运动,将空料拨叉让过去,而后待有物料的拨叉要进入包装膜成型器位置时,包装机的三轴匹配继续之前的包装运动,此功能能够实现包装机包装出来的成品无空包。对于一些空包较多的包装场合,可以大幅减少包装膜的浪费,同时也可避免成品包装中对空包的剔除过程。

如图所示的空槽检测功能中,检测传感器与成型器相距2~3个拨叉距离的位置上,其目的是在高速包装时如果检测到空包可以实现提前稳定降速停车,以克服伺服电机相应不及时的情况。

对于高速包装过程,同时其包装过程中空包较少的情况,可以不起用此功能;因为高速运行过程中在较短的时间内完成停车,需要伺服具备更大的加速度;所以对于特定的机器,其伺服选定后,其加速度时有限定的,当整体包装速度过快时,要实现快速准确停车会存在难度。


图三   空槽检测功能

4.2 错位防切

错位防切功能可以有效避免物料切坏,从而污损机台,导致需要大量的时间来清理时间;有效提高机器的工作效率。

错位防切功能是采用防切检测传感器,在物料进入横封切刀前2~3个物料的位置进行检测,当物料发生错位时,系统通过光电检测判断到按照当前的匹配状态进行运行,则切刀将会切到物料,则当此物料进入切刀的时候,切刀提前停止在启动位,待错位物料越过横封切刀后,在按正常的包装运动匹配过程,启动横封切刀运行;从而避免切到物料。


图四   错位防切示意图

4.3 力矩防切

对切刀伺服进行力矩限定,但力矩达到限幅时,系统进行反应:

三轴急停。

切刀返回。

切刀返回启动点后,系统继续运行。

连续多次出现力矩超限,系统停止。

也可根据设定,三轴紧急停止后,切刀不返回;或者切刀快速返回后,系统不继续运行;保持待机状态,等待外部指令干预。

4.4 不定长封包

系统通过光电自动检测被包装材料的长度,对来料不均匀的物料自动进行包装,缺料时自动停止拉膜等待,节省包装膜;可自由设置被包装物料的间隔,控制包装袋长度=包装物长度+包装间隙。

目前此种用法主要应用于时令蔬菜、各类建材等的包装上。

4.5 理料模式定长封包

物料排列比较密集时,系统可以自动拉开;实现理料功能。若包装膜带色标,还可实现色标追踪。

4.6 定长与不定长模式的剪切式封包

控制三轴的运行时序,实现自动测量物料长度,准确拉开物料间距,准确控制封包位置。


5、总结

5.1 特点

1、系统利用科威智能伺服内置PLC功能+运动控制功能,采用伺服直接控制伺服的控制模式。

2、智能伺服内部,控制参数与伺服运动参数运行在同一cpu中,可实现快速无时延控制,大大提高系统的动态响应,提高系统的控制精度。

3、科威智能伺服内置电子凸轮、电子齿轮功能,实现三轴伺服的精确同步控制。

5.2 优势

1、系统采用智能伺服作为主控制器,无需另外配置PLC(运动控制器),系统更加简洁高效。

2、系统集成目前常见的系统控制模式。兼容上拉膜、下拉膜;可实现定长(色标)包装,也可实现不定长物料包装;适应来料均匀的拨叉式送料,也适应传动带的不均匀来料;可用轮切模式,也可用剪切模式。

3、系统可以自由扩充,可以通过智能伺服的级联,简单解决包装机的前段理料功能、包装过程的加料器功能及包装后续处理。




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